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激光和LED哪种光源的投影仪画面效果会更好?

以泪洗面的回答

引言:从幻灯机到投影仪

投影显示已经是我们生活中随处可见的成像方式之一。自1654年德国首次记录幻灯机的发明以来,这种成像方式便开始广为流传。到了19世纪,美国发明了胶片,早期电影放映的雏形设备也由此诞生,并在全世界掀起一股热潮。而随着集成电路大量出现,投影成像也从幻灯机进化到了投影仪的数显时代。

近年以来,投影仪不在局限于广泛的商业化运用,也进入了我们寻常百姓的家庭。疫情之下,家用投影仪作为电影院的最佳平替,足不出户在家也能感受影院级的冲击力,受到了越来越多消费者们的青睐。

然而谈起家用投影仪,还是有不少消费者带有一种偏见,总感觉投影仪的画质非常差,使用起来非常不方便,产品寿命也比较短......而实际上随着技术的发展,目前的小型投影仪不再是只能播放PPT的工具,实用性已经越来越高,并且在画质上这块也在努力追赶电视机和显示器,但截至到目前,依然称不上是一个完美的显示产品。作为一个投影仪博主,我觉得有必要做一篇硬核科普,跟大家聊一聊影响投影仪画面质量的的多个方面,以及投影仪的未来发展趋势。

影响投影仪画面质量的核心参数

亮度、对比度、色彩等几个关键参数可以说是投影仪画质的黄金三角形。这几个参数决定了投影仪画质的上限高度。

亮度

投影仪的亮度是投影的重要指标之一,一般以流明为单位,往往会有ANSI流明标准和ISO流明标准,都属于比较规范化的投影仪亮度标准。选择投影仪时,亮度往往作为一个参考值而不是绝对值出现,因为在不同的环境下,我们选择的亮度标准会有所不同。如果是在比较昏暗的环境之中,我们对投影仪的亮度标准可以适当放低,但在明亮环境中,投影仪的亮度要求就要比较高。

对比度

对比度对画面的影响主要体现在层次上,很多人觉得某些家用投影仪无论看什么电影都像纸片人一样,就是因为投影仪的对比度太低,无法体现出画面的立体感。只有对比度高的投影仪配合较大的画面尺寸,才能真正让人领略投影仪带来的画面沉浸感。

同时由于投影仪的成像原理,导致对比度较低的设备黑色存在发灰的问题,也就是我们常常说的“黑位”不够好。

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色域覆盖及色准

色域覆盖和色准也是投影仪不能回避的重要参数之一。色域是投影仪能够能够呈现的色彩空间区域大小,色域的覆盖至越高,代表投影仪的能够呈现的色彩越多,一般投影仪的色域有REC.709、P3及BT2020三种标准,其中后两者为广色域标准,也是主流电影及电视常用的色域标准,但色域仅仅是一个基础,投影仪的色域好还需要高水准的还原能力,而色准则是指投影仪的色彩还原能力准确度。

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举个浅显的例子,我们常说的蓝色,有天蓝色、海蓝色、克莱因蓝、Tiffany蓝等等,如果投影仪的色准不够好的话,影片中的克莱因蓝或许会被投影仪还原成其他的蓝色;但如果你的色域不够广,很有可能色域中本来就没有涵盖克莱因蓝,那么你的投影仪就会缺失这种色彩,也就谈不上还原了。

当然,除了这些以外,包括分辨率、色深这些参数也都是投影仪比较关键的参数,但远没有上面这三个参数来得直接。

目前市面上主流投影仪的优缺点

在了解影响投影仪画质的基本参数之后,我们再来看看投影仪中不同的光源给投影仪带来了哪些深刻的影响?

作为投影仪的核心的部件之一,目前主流投影仪采用的基本为高压汞灯、LED、激光三种光源。

高压汞灯

高压汞灯已经经过了多年的发展,优点在于价格便宜,亮度可以做到比较高;但采用灯泡的机型体积无法做得太小,散热也比led要求更高,风噪也相应的要更高,同时在色域覆盖上跟目前主流电视机的差别也比较大,目前主流高压汞灯投影仪尽管能做到较高的rec.709色域覆盖,但在P3和BT2020这类广色域上已经显得力不从心。

LED到4LED

早在十多年以前,led光源就已经开始应用于投影仪领域,试图替代传统光源。led光源的优势在于光源寿命比较长,色彩理论上在整个投影仪的生命周期内都不需要更换,同时led发热量相比高压汞灯要低,减少了部分散热需求,并缩短了光路系统,所以散热量和噪音都有更好的表现,使用led光源的机器也可以做得更加小巧。

早期单led光源,最致命的问题还是在于亮度和对比度都非常的低。但随着技术的进步,3LED的出现让LED有了质的飞跃,而4LED的出现进一步解决了LED光源绿色偏弱的问题,让LED光源的色彩跟对比度达提升了一个大台阶,目前很多采用3LED和4LED的投影仪色彩实际上已经要比传统高压汞灯要强,但LED光源在亮度上已经达到了瓶颈,2000多ANSI流明已经是其亮度极限,很难再有进一步向上的空间。

激光光源

激光光源是近几年以来开始真正应用于家用投影仪上的新型光源,也是目前应用于投影仪中最高端的光源。激光光源无论产品寿命、光源亮度以及色彩上相比高压汞灯和LED光源,毫无争议的要高出一头,而现阶段应用于投影仪的激光光源主要分为单色激光和三色激光两种。

目前市面上大部分打着“激光投影”噱头的产品都是采用的单色激光光源,然而单色激光并没有想象中的那么美好,因为它依然沿用的是较为老旧的架构:单色光源在通过荧光调和之后,再通过色轮投射到DMD芯片。这就让激光失去了它本来的优势,色轮的存在让激光的色彩纯度大打折扣,同时还降低了激光光源的亮度,加上单一光源的长时间不间断工作,对激光光源的寿命也有一定的影响。

而三色激光则采用了更为先进的架构:在利用好激光光源的开关可以达到毫秒级别这个特性,三色激光在任意时间内RGB三个光源交替开关,将颜色投射至DMD芯片,从而做到舍弃色轮。

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在没有色轮的干扰之后,三色激光终于得到了最大限度发挥:由于激光的单色性非常的好,在挑选合适波长的激光器下,三色激光可以发射出几乎纯净、没有任何一丝杂光的RGB三色,这就意味着,激光光源理论上可以做到100%bt2020色域的覆盖,要知道即便是目前号称2022画质王者的索尼A95K,也无法达到90%的BT2020色域覆盖,投影仪一直被诟病的色彩在这里居然弯道超车电视机!

然而现实往往也是残酷的:三色激光光源的亮度跟色彩虽然已经无可挑剔,还解决了DLP投影最为诟病的彩虹效应问题,但自身并非完美无瑕:由于激光的相干性,导致三个光源在工作时相互干扰,最终成像的画面呈现出了一定的磨砂质感,也就是我们常说的散斑问题。散斑的解决方案也是有的,通过使用震动屏幕的方式是一种,另外一种是进行激光的波长干涉,但无论是哪种方案,硬件成本和技术能力都还属于尖端,导致高端三色激光目前还处于天价阶段。

但无论如何,三色激光必定是投影仪的未来趋势。市面上目前的主流投影仪厂商在近几年都开始着力布局自己的激光投影仪产品线,但目前也很少有真正能够让消费者满意的产品:要么产品缺陷过于明显,要么高昂的价格让普通消费者望而却步。可以说目前家用投影仪正处于技术迭代的关键时期:一旦三色激光的散斑问题攻克之后,并进一步的下沉到中端市场,凭借激光光源极其强大的优势必将改变投影仪市场的整体格局,也会让投影仪彻底脱掉画质不行的帽子,让我们拭目以待这一天,不知道哪家品牌又能够夺得先机呢?

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